一种整面可折叠触摸屏及其制作方法、应用
技术领域
本发明涉及一种可折叠显示设备显示屏及其制备方法,以及相应的显示设备。
背景技术
现有的触摸屏基本采用ITO作为导电层,由于ITO不耐弯折,更无法折叠使用,因而目前显示领域只能将ITO作为平面显示的理想材料。但随着显示行业日行月异的变化,平面显示的尺寸越来越大,在使用时非常方便,但在拿取和放置上,由于屏幕过大,十分不方便,因而曲面显示以及可折叠显示设备成为当前热门的研究方向,而可折叠设备在保证使用方便的同时,可有效减小设备的拿取和放置空间,可明显的提高使用方便度,因而成为公认的未来显示趋势,显示设备的可折叠主要包含两部分,显示屏的可折叠和显示屏表面的触摸屏可折叠,显示屏的可折叠研究,包括三星、LG均走在前列,并有相应的样品机面世,而在人机交互最重要的界面——可折叠触摸屏上,目前仍没有很好的办法来实现可折叠,其中一大主要原因就是目前的触摸屏基本为ITO制作,而ITO容易龟裂折伤,无法承受超过90度的内向弯折,而超过30度的外向弯折更会轻易使ITO龟裂损坏。
如专利号CN105324807A/CN105810104A等所介绍的可折叠显示装置实际为两个显示屏,通过中间的弯折装置使两个显示屏使用时在同一平面,不使用时可以对半折叠,可以成为可折叠设备,但实际上只是通过外部机械部件形成折叠效果,无法真正实现整个屏幕完整折叠。这种需要中间设置弯折装置的结构复杂,工艺复杂,容易出现两个显示屏之间信号短路问题,且使用寿命短。
专利号CN106373490介绍了一种可折叠装置,再未增加其他辅助装置的前提下可以实现内向和外向的180度弯折,但并没有说明显示设备所使用的可折叠触摸屏作用特点。
综上,可弯折的触摸屏设备技术急需提高。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足,提供了一种整体的可折弯触摸屏,该触摸屏的结构简单、易于实现;
本发明的另一目的是提供上述触摸屏的制作方法;
本发明的又一目的是提供上述触摸屏的应用。
本发明的目的通过以下技术方案来具体实现:
一种整面可折叠触摸屏,包括:
基底膜;
设置在基底膜表面的ITO导电层,包括视窗区、折弯部及边缘引线区;
设置在ITO导电层折弯部的石墨烯层;
设置在ITO导电层边缘引线区及与ITO导电层上石墨烯层搭接部位引线区的电极。
本发明整面可折叠触摸屏,在弯折区域石墨烯与ITO通过范德华力相互紧密结合,解决了ITO不耐弯折问题。在弯折过程中,如果ITO出现断裂,由于ITO表面的石墨烯不会断裂,电子改从石墨烯层传输,保证了整个通道的正常运行。经实验测试,石墨烯与ITO之间不会发生明显位移(一般小于0.1微米),实际上触摸屏通道间间距至少在20微米以上,0.1微米的位移可以忽略不计,因此,本发明面可折叠触摸屏可以实际应用。
优选地,所述石墨烯层为单层或多层石墨烯薄膜,优选单层石墨烯薄膜。
优选地,所述基底膜和ITO导电层的总厚度为1-500微米,例如:1微米、10微米、50微米、100微米、150微米、200微米、250微米、300微米、350微米、400微米、450微米、500微米,等;优选50微米。
进一步优选,所述ITO导电层的厚度为1-500纳米,例如:1微米、10微米、50微米、100微米、150微米、200微米、250微米、300微米、350微米、400微米、450微米、500微米,等;优选100纳米。
优选地,所述金属电极采用银浆电极或铜电极。
一种整面可折叠触摸屏的制作方法,包括:
1)根据可折叠显示设备的外形,设计好对应的触摸屏外形,并标记折叠区域;
2)在带有基底膜的ITO导电薄膜上标记折叠区域;
3)在标记的折叠区域转移石墨烯薄膜;
4)对整个石墨烯层+ITO导电薄膜进行图案化,使作为触控传感器金属引线区域的石墨烯被清除,同时暴露出ITO导电薄膜表面,使金属引线可以与ITO搭接;
5)制作电极,使电极与ITO导电薄膜搭接,形成完整的触控线路;
6)对电极和石墨烯覆盖区域以及ITO区域分别进行图案化,形成触控传感器图案和周围金属引线。
优选地,石墨烯薄膜的转移方法采用热释放胶带转移法或者静电转移法,优选静电转移法;进一步优选转移一层石墨烯薄膜。
优选地,所述图案化工艺均采用直写式激光刻蚀法、黄光法和耐酸蚀刻法,优选直写式激光刻蚀法。
优选地,所述制作电极采用银浆湿印的方法,在ITO边缘搭接区域设置金属电极,引出线路;进一步优选的,银浆湿印的方法中,银浆印刷厚度为4-8微米,银浆烘烤条件为烘烤方式或IR炉固化方式。
优选地,对视窗区的ITO、ITO+石墨烯、以及金属电极分别采用激光直写方式图案化,形成图案化的可视区和周围金属引线。
优选地,在ITO导电层和石墨烯层的表面贴合光学胶,压接FPC后与可折叠的显示模组进行贴合,形成完整的可折叠且可触摸的显示设备。
本发明有益效果:
本发明在可折叠的ITO导电层的需要折叠位置(折弯部)转移石墨烯,提高可折叠位置的折叠稳定效果,只是在正常ITO触摸屏工艺上增加一道石墨烯转移工序,即可制作出具有耐折叠性的触控传感器。由于石墨烯具有高透明、低雾度、高柔韧性,利用石墨烯的高柔韧性可以制成耐弯折的触控传感器,而只是在可折叠位置增加石墨烯层,
在保证ITO结构触摸屏功能稳定的同时,增加触控传感器的耐弯折效果,可以作为可折叠手机或可折叠平板等的触控传感器。石墨烯经试验在连续不同位置180度弯折,阻值变化率小于1%;而以1mm半径进行内弯弯折试验,弯折30万次,样品阻值变化率小于3%。但是,石墨烯与金属电极附着力差。而本发明只是让石墨烯与ITO搭接,并没有让石墨烯与金属走线电极搭接,用巧妙的结构避免了石墨烯附着力的问题,发挥了石墨烯耐折弯的优点,既可以解决石墨烯薄膜在触控传感器制作过程中的附着力问题,也可以解决ITO薄膜在触控传感器制作过程中不耐弯折问题,以提高可折叠触控传感器的使用寿命和稳定性,综合两种导电膜间的优点,利用石墨烯+ITO复合膜,在触摸屏弯折区域的ITO表面转移部分石墨烯,增强弯折区域导电层的耐弯折性。
说明书附图
图1为本发明可折叠显示设备的一种外形示意图(实施例1、3);
图2为图1可折叠显示设备的触摸屏的外形示意图(实施例1、3);
图3为可折叠显示设备一种外形示意图(实施例2、4);
图4为图3可折叠显示设备的触摸屏的外形示意图(实施例2、4);
图5为本发明整面可折叠触摸屏工艺流程图(实施例1、3);
图6为本发明整面可折叠触摸屏工艺流程图(实施例2、4);
图7为本发明整面可折叠触摸屏的结构示意图;
其中,1、3—可折叠显示模组;2、4—可折叠触控模组;5—ITO(氧化铟锡)导电层;51—视窗区;52—折弯部;53—边缘引线区;6—PET基材;7—石墨烯导电层;8—金属导线。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明提出了一种整面可折叠触摸屏,如图7所示,包括:
基底膜6,一般采用PET基材;
设置在基底膜表面的ITO导电层5,包括视窗区51、折弯部52及边缘引线区53;
设置在ITO导电层折弯部52的石墨烯层7;
设置在ITO导电层边缘引线区53的电极8。
本发明的一实施例中,所述石墨烯层7为单层石墨烯薄膜,另一实施例中,所述石墨烯层多层石墨烯薄膜构成。一般来说,更优选单层石墨烯薄膜。由于单层石墨烯厚度为0.34纳米,相对于ITO厚度可以忽略不计,不会产生明显段差。
以下实施例中,对基底膜和ITO导电层进行了非常精确的说明,只是一种举例说明,并不能限定于实施例中所给出的几个数据。所述基底膜和ITO导电层的总厚度为1-500微米,例如:1微米、2微米、3微米、5微米、8微米、10微米、15微米、20微米、30微米、40微米、50微米、60微米、70微米、90微米、100微米、130微米、150微米、160微米、200微米、220微米、250微米、270微米、290微米、300微米、310微米、340微米、360微米、370微米、400微米、420微米、430微米、450微米、470微米、500微米,等;优选50微米。进一步的,而在总厚度之下,所述ITO导电层的厚度为1-500纳米,例如:1纳米、2纳米、3纳米、5纳米、8纳米、10纳米、15纳米、20纳米、30纳米、40纳米、50纳米、60纳米、70纳米、90纳米、100纳米、130纳米、150纳米、160纳米、200纳米、220纳米、250纳米、270纳米、290纳米、300纳米、310纳米、340纳米、360纳米、370纳米、400纳米、420纳米、430纳米、450纳米、470纳米、500纳米,等;优选100纳米。也就是说,本发明中,基底膜和ITO导电层的最佳组合是:50微米的PET膜+100纳米的ITO。
以下实施例中,所述金属电极采用银浆电极或铜电极。
实施例1:
根据可折叠显示设备的外形(如图1)设计好对应的触摸屏外形(如图2)并标记折叠区域。
ITO+石墨烯复合触摸屏(即本发明整面可折弯触摸屏)工艺流程如下(如图5):
1)在25微米厚的ITO导电薄膜上标记需折叠区域;
2)在标记的折叠区域转移单层石墨烯薄膜;
3)通过激光直写工艺对整个石墨烯+ITO导电薄膜进行图案化,使作为触控传感器金属引线区域的石墨烯被清除,暴露出ITO导电薄膜表面,使金属引线可以与ITO搭接;
4)印刷银浆导线,使银浆与ITO导电薄膜搭接,形成完整的触控线路;
5)采用激光直写图案化对银浆和其他ITO及石墨烯覆盖区域图案化,形成触控传感器图案和周围银浆引线;
6)贴合光学胶,裁切成小片,压接FPC后与可折叠的显示屏进行贴合,形成完整的可折叠显示设备(如图1)。
实施例2:
根据可折叠显示设备的外形(如图3)设计好对应的触摸屏外形(如图4)并标记折叠区域。
ITO+石墨烯复合触摸屏工艺流程如下(如图6):
1)在50微米厚的ITO导电薄膜上标记需折叠区域;
2)在标记的折叠区域转移双层石墨烯薄膜;
3)通过激光直写工艺对整个石墨烯+ITO导电薄膜进行图案化,使作为触控传感器金属引线区域的石墨烯被清除,暴露出ITO导电薄膜表面,使金属引线可以与ITO搭接;
4)印刷银浆导线,使银浆与ITO导电薄膜搭接,形成完整的触控线路;
5)采用激光直写图案化对银浆和其他ITO及石墨烯覆盖区域图案化,形成触控传感器图案和周围银浆引线;
6)贴合光学胶,裁切成小片,压接FPC后与可折叠的显示屏进行贴合,形成完整的可折叠显示设备(如图3)
实施例3:
根据可折叠显示设备的外形(如图1)设计好对应的触摸屏外形(如图2)并标记折叠区域。
ITO+石墨烯复合触摸屏工艺流程如下(如图5):
1)在25微米厚的ITO导电薄膜上标记需折叠区域(相应的为ITO导电层的折弯部,以下同);
2)在标记的折叠区域转移单层石墨烯薄膜;
3)通过激光直写工艺对整个石墨烯+ITO导电薄膜进行图案化,使作为触控传感器金属引线区域的石墨烯被清除,暴露出ITO导电薄膜表面,使金属引线可以与ITO搭接;
4)溅镀铜金属导线,使铜线与ITO导电薄膜搭接,形成完整的触控线路;
5)采用激光直写图案化对铜线和其他ITO及石墨烯覆盖区域图案化,形成触控传感器图案和周围银浆引线;
6)贴合光学胶,裁切成小片,压接FPC后与可折叠的显示屏进行贴合,形成完整的可折叠显示设备(如图1)。
实施例4:
根据可折叠显示设备的外形(如图3)设计好对应的触摸屏外形(如图4)并标记折叠区域。
ITO+石墨烯复合触摸屏工艺流程如下(如图6):
1)在100微米厚的ITO导电薄膜上标记需折叠区域;
2)在标记的折叠区域转移双层石墨烯薄膜;
3)通过激光直写工艺对整个石墨烯+ITO导电薄膜进行图案化,使作为触控传感器金属引线区域的石墨烯被清除,暴露出ITO导电薄膜表面,使金属引线可以与ITO搭接;
4)溅镀铜金属导线,使铜线与ITO导电薄膜搭接,形成完整的触控线路;
5)采用激光直写图案化对铜线和其他ITO及石墨烯覆盖区域图案化,形成触控传感器图案和周围银浆引线;
6)贴合光学胶,裁切成小片,压接FPC后与可折叠的显示屏进行贴合,形成完整的可折叠显示设备(如图3)。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。